CN116830404A - 光电子器件和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种光电子器件，该光电子器件具有衬底载体(10)和设置在其上的光源(30)，该光源具有主放射方向(31)。具有光学元件的盖(20)设置在光源(30)上方并且与衬底载体(10)连接。该盖沿光源(30)的主放射方向(31)设置。此外，设有传感器设备(50)，该传感器设备被构成用于在盖(20)与衬底载体(10)之间发出无线信号以探测盖(20)的损坏。为此，盖(20)被实施用于与发出的无线信号相互作用。

Description

光电子器件和方法

本申请要求2021年2月10日的德国专利申请DE 10 2021 103 147.8的优先权，其公开内容通过引用整体并入本文。

本发明涉及一种光电子器件和一种用于探测光学元件损坏的方法。

背景技术

在一些光电子应用、例如激光雷达(LIDAR)或光投影中，激光被用于实现光源所需的发光强度。激光的特征在于极高的强度和聚焦。激光应用的高发光强度要求：特别保护眼睛免受这种激光辐射，以避免受伤。

为此，在具有激光光源的器件中使用了特殊的光学元件，这些光学元件围绕激光光源，从而保护用户眼睛免受可能的、有害的激光辐射。在此，光学元件还构造有所谓的联锁连接或联锁特征。为此，在光学元件与MID盖之间创建电回路，该电回路应确保光学元件的正确定位和完好性，以防止激光辐射。在电回路中断的情况下，认为盖和光学元件损坏，激光光源自动切断。

在传统器件中，联锁特征通过粘合工艺建立，其中粘合剂包括例如呈银颗粒形式的导电元件。然而，这种粘合工艺是耗费的，并且产率相对较低，这一方面导致成本高，另一方面导致构件的可靠性较低。此外，以这种方式制造的构件在热机械方面非常敏感。

因此，存在以下需求：提供具有如下特征的光电子构件，该特征确保改进的产率，同时针对出射的激光辐射提供充足的保护。

发明内容

发明人提出了另一种用于探测光电子构件可能损坏的途径，其中，经由无线信号检查盖和光学元件或者光学元件与盖之间的连接的正确位置和完好性。

在此，发明人利用了以下事实：光学元件有关其位置的变化、光学元件与盖之间的连接中断或者盖的脱离会引起构件内的电磁或静电特性的变化。因此，通过对特定电磁参数进行适当的评估能够推断出构件的可能损坏。在此，术语电磁或静电特性刚好不包括电阻。更确切地说，可将“静电特性”理解为诸如电容、电感或一般来说阻抗的虚部的特性。

在一个方面中，提供了一种光电子器件，其包括衬底载体，该衬底载体具有设置在其上的光源、特别是激光源。该光源具有主放射方向。光电子器件还包括盖，该盖设置在光源上方并且与衬底载体连接，该盖具有沿光源的主放射方向设置的光学元件。最后，设有传感器设备，该传感器设备被构成用于在盖与衬底载体之间发出信号以探测盖的损坏。根据所提出的原理，盖被实施用于与发出的信号进行无线相互作用。

由于盖与发出的信号进行无线相互作用，因此可以通过评估信号来推断盖的状态。盖或光学元件的损坏改变了由传感器设备发出的信号，使得可通过传感器设备探测到的该信号偏离预定值。

利用本发明，能够省去更复杂的粘合剂并且简化了盖的机械制造。特别地，还解决了特别是在导电胶时出现的机械连接差的问题，因为不再需要这种导电胶。所提出的通过传感器设备检测可能的损坏变得更加独立于外部影响，例如温度波动，并且能够通过现在更简单的粘合剂来提高构件的机械强度。

在一个方面中，传感器设备被实施成，检测与盖相互作用的信号并将其与预定值进行比较。在用于该目的另一个方面中，传感器设备被实施成，根据检测到的与盖相互作用的信号与预定值的偏差来产生状态信号。由此，尤其当盖与信号以错误相关的方式相互作用时，可以鉴别出不同的错误。例如，在光学元件损坏的情况下的相互作用能够与盖损坏或盖从衬底载体部分脱离不同。在传统器件中需要损坏电学路径来指示错误，而当存在其他损坏时，盖也会改变由传感设备发出的信号。由此，能够提高这种探测的灵敏度并且改进安全性。

一些观点涉及无线信号的设计，并且尤其涉及发出的无线信号的设计。该信号例如能够是纯载波信号，但也能够具有调制。因此，发出的信号能够具有频率调制、幅度调制、相位调制或其组合。调制例如被选择成使得通过改变盖和/或元件的机械或电气结构产生对调制的信号的尤其强的影响。

另一观点涉及引起相互作用进而产生发出的无线信号变化的可能形式或过程。在一个方面中，无线相互作用基于响应于发出的信号而产生无线信号。替代地，发出的信号也能够由于尤其因损坏引起的盖或光学元件的电容变化而发生改变。发出的信号的进一步变化能够通过盖或光学元件或它们之间的连接的电感变化来产生。

在一个方面中，由于盖和/或光学元件的电子特性发生改变，相互作用因此改变了发出的信号的谐振频率、频率、幅度、相位、衰减或其组合。

在一些方面中的主要方面是：用于产生无线相互作用的盖本身不包括任何自身的永久能量存储器(例如，电池)。更确切地说，在一些方面中提出：由传感器设备发出的信号也至少部分地提供了相互作用所需的能量。

在一个方面中，盖具有用于响应于发出的信号产生无线信号的发送元件。由此，能够产生特定的信号，从而能够直接推断出损坏。在简单的形式中，发送元件包括谐振器，该谐振器由于所传输的能量而开始振荡进而产生响应信号。对于该发送元件，天线包括至少一个导体环，特别是在主放射方向之外的至少一个导体环，该导体环尤其设置在光学元件的面向光源的一侧上或者设置在盖与光学元件之间。光学透明的导电材料(例如ITO)也能够用作天线。由此，天线也能够处于主放射方向上。

替代地，天线还能够具有开放式导体结构，例如呈偶极或多极的形式。盖的损坏会直接损坏天线结构，但无论如何都会改变天线结构的放射特性。这能够被检测到，使得保证损坏的可靠探测。术语导体环在此应当被理解为一般术语并且包括由导体所展开的面。在一些方面中，如所提到的那样，发送元件能够通过由传感器设备发出的信号来供电。为此，能够提供：发送元件包括能量存储器，该能量存储器就其而言被构成用于临时存储来自传感器设备的信号的能量。

在另一个方面中，设有纯无源探测。例如能够提供：光电子器件包括至少一个导体环，特别是在主放射方向之外的至少一个导体环。在此，也能够设有替代地也处于主放射方向上的导电材料。该导电材料尤其能够设置在光学元件的面向光源的一侧上。在一个替代的设计方案中，至少一个导体环设置在盖与光学元件之间。该导体环能够设置在主放射方向之外，但在透明材料的情况下也可以设置在辐射方向内。导体环以特征方式与由传感器设备发出的信号相互作用。在损坏的情况下，该特征发生改变，使得可以探测损坏。

在一个方面中，传感器设备具有与盖和/或光学元件电容耦合或电感耦合的天线。耦合被实施成使得盖和/或光学元件相对于天线的位置变化或者盖和/或光学元件的损坏或者盖和/或光学元件的移除引起放射的信号的可由传感器设备探测到的变化。

在另一个设计方案中，至少一个导体环设置在盖与衬底载体之间，该导体环与至少一个天线结构相对，该天线结构与传感器设备连接，以用于发出信号。在盖与衬底载体之间的连接损坏的情况下，两个元件的耦合进而相互作用发生改变，使得由传感器设备发出的信号在与传感器设备连接的导体环中也发生改变，进而通过传感器设备能够探测到损坏。

为此，天线结构能够施加在衬底载体中或衬底载体上，并且通过非导电粘合剂与导体环电绝缘。

在另一个方面中，重点不在于电感行为(如在之前的实施例中那样)，而是在于电容相互作用。在一个观点中，根据所提出的原理改进光电子器件，其中盖和/或光学元件包括用于产生电容相互作用的金属元件。例如，该金属元件能够具有平面形状。

在另一个设计方案中，传感器设备具有围绕光源设置或设置在光源上的导体环。设置在光源上，即靠近光学元件设置在一些方面中会是有利的，因为由于相互作用的元件紧密地靠近，相互作用尤其大，进而能够容易地探测到相互作用的变化。

另一个观点涉及一种用于探测光电子器件损坏的方法。在该方法中，提供光电子器件或封装件，该光电子器件或该封装件具有衬底载体和设置在该衬底载体上的光源，特别是激光源，其中光源具有主放射方向。与衬底载体连接的盖设置在光源上方，该盖具有光学元件，所述光学元件与光源的主放射方向相对。

在该方法中，此时，在盖与衬底载体之间的空间中产生无线的信号，使得该信号与盖和/或光学元件相互作用。然后，检测由相互作用改变的信号并将其与预定值进行比较。如果检测到的由相互作用改变的信号偏离由预定值限定的范围，则产生负状态信号。响应于所产生的负状态信号，能够停用光源。

因此，不利用有线信号(例如经由电阻测量或类似方法)而是利用无线信号检查损坏。在一个方面中，接收所产生的无线信号，以从中产生能量。该能量又用于产生并无线输出响应信号。因此，通过产生响应信号来进行相互作用。响应信号能够具有与所产生的信号不同的频率。由此简化探测并减少信号之间可能的干扰。在另一个方面中，所产生的信号具有频率、幅度或相位调制或其组合。

所产生的信号与盖和/或光学器件的相互作用能够基于响应于所产生的信号而产生无线信号。替代地，所产生的信号的变化能够由电容变化引起。同样地，相互作用也能够通过电感变化来进行，使得由此引起所产生的信号的变化。在一个方面中，由于盖和/或光学元件的损坏或位置变化引起的盖和/或光学元件与传感器设备的电容耦合或电感耦合的变化，所产生的信号发生改变。

附图说明

参考结合附图详细描述的各种实施方式和示例，根据所提出的原理的其他方面和实施方式将变得显而易见。

图1示出了具有常规联锁特征的光电子器件的图示；

图2示出了根据所提出的原理的具有联锁特征的光电子器件的图示；

图3示出了光学元件的图示，其中一些方面用于解释所提出的原理；

图4示出了第二实施例，其中根据所提出的原理，对其他方面进行解释；

图5A示出了光学元件的俯视图，其中一些方面用于解释所提出的原理；

图5B示出了另一光学元件的俯视图，其中一些方面用于解释所提出的原理；

图6示出了第三实施例，其中根据所提出的原理，对其他方面进行解释；

图7示出了衬底载体的俯视图，其中一些方面用于解释所提出的原理；

图8示出了第四实施例，其中根据所提出的原理，对其他方面进行解释；

图9示出了方法的视图以解释所提出的原理的一些方面。

具体实施方式

以下实施方式和示例示出了根据所提出的原理的不同方面及其组合。实施方式和示例并不总是按比例的。同样地，能够放大或缩小各种元件，以强调各个方面。不言而喻，附图中所示的实施方式和示例的各个方面和特征能够容易地彼此组合，而不会由此对根据本发明的原理产生不利影响。一些方面具有规则的结构或形状。应当指出的是：在实践中会出现与理想形状的轻微偏差，但不违背本发明的思想。

图1示出了作为所谓的封装件的具有常规联锁特征的光电子器件的图示。光电子器件1包括衬底载体10，该衬底载体具有设置在其上的光源30。光源30在此被实施为垂直发射激光器，简称为VCSEL，其激光在运行中沿主放射方向31向上发出。此外，控制电路40紧固在衬底载体10上并且与光源30电接触。衬底载体10还具有接触芯片40和光源30的通孔，并且为了清楚起见在此未示出。

MID盖20紧固在衬底载体10处。该MID盖由非导电材料制成并且包括开口，光学元件21插入该开口中。在此，开口沿主放射方向31设置在光源之上。因此，光学元件21位于光源30的主放射方向上方。

为了探测盖20或光学元件21的损坏，在该常规器件中设有电导体23，该电导体沿盖20的侧壁伸展，然后导电地连接到光学元件21。导电连接经由导电粘合剂22进行，利用该导电粘合剂将光学元件21围绕开口连接到盖20。

在该装置的运行中，控制芯片40产生经由导体23并沿导电粘合连接件22的电流。在导电粘合连接件22损坏的情况下，该线路电中断，使得不再有电流能够流过导体23并且电压降增大。该电压降能够由传感器设备40探测到，使得控制电路40响应于此被切断。在该简单图示中，除了盖与光学元件的电连接外，还可以以相同的方式检查衬底与盖的连接。

在这种封装件的制造中，通常使用两种不同的粘合剂来产生必要的机械和电学特性。导电粘合剂相对于普通的非导电粘合剂具有显著更低的粘合能力，使得除了导电粘合剂外，还需要非导电粘结剂来进行结构加固。然而，这两者表现出不同的机械特性，尤其表现出不同的热膨胀系数。因此，在这种装置的运行中，连接会由于不同的热膨胀系数而断开，进而会产生不正确或错误的信号。

图2此时示出了根据所提出的原理的具有联锁特征的电子器件的实施方案。与前面的具有常规器件的示例一样，根据所提出的原理的光电子器件或封装件包括衬底载体10，在该衬底载体上施加有呈激光光源形式的光源30。控制电路40被设置用于操控激光光源。另外，传感器设备50设置在衬底载体上。如在上面的示例中那样，衬底载体包含多个通孔，这些通孔通向背离盖20的开口的一侧上的触点盘(此处未示出)。

在该实施例和下面的实施例中，控制电路40和传感器设备50作为分开的元件示出。然而，在实际实现中，可以想到的是，将传感器设备集成到控制电路40中。同样地，该实施例示出：控制电路40和传感器设备50设置在由盖20和衬底10包围的空间内。这在一些设计方案中是有利的，因为这种电子器件可以作为集成封装件来生产和使用。然而，替代地，也能够提出：将控制电路40和传感器设备50设置在盖之外的衬底载体10上。在这种情况下，盖能够以较小的尺寸实施。

再次参照图2，光电子器件1包括盖20，该盖借助粘合剂70紧固在衬底载体10处。在该设计方案中，粘合剂70是非导电粘合剂并且用于将盖20机械稳定地紧固在衬底载体10处。如在之前的示例中那样，盖20包括位于光源30的主放射方向之上的光学元件21。在该实施例中，盖20的开口是裸露的并且仅通过光学元件21覆盖。在此处未示出的其他的表示形式中，开口也能够填充有透明材料或者光学元件21能够设置在开口内。

光学元件21利用胶22紧固在盖20的围边处。在此，胶22同样是非导电粘合剂，使得实现了光学元件21在盖材料处的良好机械紧固。

光学元件21在其面向光源的一侧上具有与发送元件60连接的天线结构61。发送器60同样设置在光学元件上，但是位于光源30的主放射方向之外。在该实施例中，发送器与传感器设备50直接相对设置。

图3以光学元件21的俯视图示出一个实施方式。该光学元件被实施为透明的并且在其中心Z中包括透明窗口，激光能够通过该透明窗口放射。光学元件21在其边缘区域中包含发送器60，该发送器与天线结构61导电连接。天线结构在此简化地表示为单个导体环，但是在实际的实施方案中，该天线结构可以包括多个回路并且例如实施为环形天线。天线结构61还可以包括多个分开的导体环，使得这些导体环能够用作发送和接收天线。在俯视图中，粘结剂连接件22的区域通过虚线表示。粘合剂连接件22形成在光学元件的另一侧上，使得该光学元件在其背离光源的一侧上紧固在盖处。

在运行中，传感器设备50产生频率f1的电磁发送信号，该电磁发送信号经由天线52放射到光电子器件的由盖20和光学元件21包围的空间中。由传感器设备放射的发送信号由天线结构61接收并在发送器60中进行转换，以产生所需的能量，该所需的能量用于产生响应。换言之，由传感器设备50放射的电磁信号在天线结构61中产生电压脉冲，该电压脉冲被整流并临时存储在发送器60内的电容器或能量存储器中。

在进一步的进程中，发送器的在电容器中存储的能量足以响应于由传感器50发出的信号而产生频率f2的响应信号，并经由天线结构61放射。在此，该频率能够与频率f1相同，但也能够不同。后者是有利的，因为由此这两个信号不会相互干扰或仅轻微干扰。此外，频率能够被选择成使得该频率例如可以在传感器设备中良好地混合并且继续处理。

因此，天线结构61既用作由传感器设备发出的信号的接收器，还用作发送信号的天线。替代地，也能够为此使用不同的天线结构，这同样在发送频率和接收频率不同的情况下是有意义的，因为该天线结构此时能够专门调节到相应的发送频率和接收频率。综上所述，因此，发送器60与由传感器50发出的信号相互作用并响应于此产生信号，该信号又放射到由盖包围的空间中。传感器50能够利用其接收和发送天线52来探测和评估该信号。

在正常运行中，传感器设备50检测发出的信号，对其进行评估并将其例如与预定值进行比较。如果接收到的信号在特定范围内与预定值一致，则可以认为光学元件21和盖20完好。另一方面，如果光学元件21被机械损坏，则可以区分两种情况。

在第一种情况下，机械损坏也损坏了导体环61，使得放射或还有接收由传感器设备50发出的信号不可能或至少严重受损。由此，传感器设备响应于由其所发出的信号例如不再产生响应信号，进而向控制装置40产生状态信号，该控制设备引起光源30切断。在第二种情况下，光学元件21或盖20的损坏不足以产生导体环61的中断。然而，损坏引起天线结构61的特征放射特性的改变，使得例如发送器60的响应信号的频率或幅度改变。改变的响应信号能够由传感器设备50检测和评估。如果由于光学元件21或盖20的损坏使与预定值的偏差足够大，则由传感器设备向控制电路40发出指示，并且为了安全而切断光源30。

以这种方式，传感器设备50能够检测盖20和光学元件21的损坏，而无需中断呈天线结构61形式的电连接。由此确保器件的安全，因为还识别到不导致导体环中断但导致天线结构61的放射特性显着变化的损坏。

作为这种变化的示例，在此提及在光学元件21内的在中心Z的区域中的孔，该孔位于导体环61外，但位于主放射方向31内。该孔能够导致放射增加，从而导致用户受伤的风险增加。通过孔强烈地改变了天线结构61的环境，使得其放射特性同样改变。这种改变根据所提出的原理由传感器设备探测到并鉴别为损坏。

图4示出了根据所提出的原理的光电子器件的第二设计方案。在此，功能相同的器件具有相同的附图标记。在该设计方案中，光学元件21仅利用特定的天线结构61'来实施，但不具有另外的发送器。在该实施例中，天线结构61'以在下侧(即，在面向光源的一侧和在背离光源的一侧)上的多个导体环的形式来实现。由此，在光学元件的上侧与下侧之间产生电感耦合。

然而，因此被构成为纯无源结构。传感器设备50还包括具有天线51的集成的发送和接收单元。如前面的示例中那样，该天线同样集成在传感器设备50中。在此，由于空间接近，发送天线51与光学元件21的结构61’处于电磁相互作用。换言之，光学元件21的结构61’影响天线51的特性。发明人此时以适当的方式利用这种影响。

在运行中，传感器设备50产生发送信号并经由天线51放射该发送信号。在正常运行中，在结构61'与天线51之间的相互作用以特征方式改变传感器设备50的信号的放射或者甚至改变发送信号本身。例如，天线51以及光学元件21上的结构61'相互匹配，使得对于要发出的发送信号存在特别低或特别高的反射。因此，在这种失配的情况下，要么只有小部分发送信号，要么大部分发送信号被反射回传感器设备。这部分能够被检测到并对该部分的变化进行评估。换言之，传感器设备例如被设计用于探测天线系统(由结构61'和天线51构成)的反射或其他特征。

在光学元件21或盖20损坏的情况下，由光学元件上的结构61'和天线51构成的该系统此时发生改变，使得它们的反射和放射特性也发生改变。此时，传感器设备也能够检测到该反射和放射特性，并将其与预定值进行比较并进一步评估。在一个示例中设有，由光学元件上的结构61'和天线51构成的系统处于特别良好的谐振中。盖20或光学元件的损坏此时会导致整个系统的失配，由此得到反射增加或放射的功率改变。这种改变由传感器设备检测到并鉴别为损坏。

对于与由传感器设备50发出的信号相互作用的光学元件21的无源结构61，可以想到不同的设计方案。

图5A和图5B示出了两个这样的实施方式，其基于电容或电感的耦合和相互作用。图5A示出了用于产生电容相互作用的设计方案。在此，相对较宽的金属条62围绕光学元件21上的中心Z设置。该金属条能够存在于光学元件的两侧上。金属结构62尽可能平面地实施并且如这里所示，能够覆盖粘合连接件22的一部分区域。替代地，其也能够延伸至光学元件21的边缘。

在该装置的运行中，发出的信号经由电容耦合与金属条62相互作用。另外，在光学元件损坏(例如，断开)的情况下，金属面62与传感器设备50的发送结构51的间距会发生改变，由此又改变了电容耦合进而改变了整个系统的阻抗的虚部。这能够由传感器设备50检测和评估。

图5B示出了替代的设计方式，其中电感相互作用取代了电容的耦合和相互作用。为此，多个导体环61'在粘合连接件22之上的区域中在光学元件上围绕透明中心Z设置。呈多个导体环形式的结构在信号变化的情况下产生电磁响应进而引起与发出信号的相互作用。在此，损坏也会改变这些导体环的特征特性，使得该特征特性能够由传感器设备检测和评估。

图6示出了根据所提出的原理的封装件的另一设计方案，其中还应当探测和鉴别盖20与衬底载体10之间的损坏。在此，根据图6的该实施方式也能够与之前已经提出的实施方式组合。

在该设计方案中，盖20借助于非导电胶70紧固在衬底载体10处。如在之前的实施方式中那样，呈激光光源形式的光源30、控制电路40以及传感器设备50同样设置在衬底载体10上。现在，在衬底载体的一侧，天线53安装在粘合剂d的区域中，即安装在盖20位置之下的区域中，该天线电容性地或电感性地与盖侧上的另外的结构24耦合进而与其相互作用。这两个结构24和53通过非导电胶70彼此电分离。

图7示出了衬底载体10的俯视图，其中说明所提到的结构。衬底载体10包括传感器设备50，呈导体环结构的形式的天线53连接到该传感器设备。如在其他实施方案中那样，这能够是一个或多个单独的环路。然而，结构53也能够具有其他形状，例如呈偶极子或类似的形式。在盖20的区域中在天线53之上，设有另外的金属闭合的线路24，该线路集成在盖20中。因此，两个元件24和53也通过非导电粘合剂70彼此电绝缘。因此，由于空间上非常接近，天线53与金属结构24之间发生电容或电感耦合。

在运行中，传感器设备在天线结构53中产生信号，该天线结构又与金属结构24电容耦合和/或电感耦合，进而引起特征响应。在盖20损坏的情况下，例如由于粘合连接件70破裂，结构24与天线53之间的耦合发生改变进而干扰放射特征。这种干扰能够由传感器设备50探测到并且被鉴别为可能的损坏。

图8示出了根据所提出的原理的封装件的另一设计形式。在该设计方案中，控制电路和传感器设备设置在实际的封装件之外，由此该封装件能够尤其以节约空间和空间小的方式进行设计。

该实施方式包括PCB载体10'，在该PCB载体上设置有集成的控制和传感器电路41。该控制和传感器电路经由馈线连接到多个触点盘42，这些触点盘就其而言与衬底载体10中的通孔导电连接。通孔通向呈VCSEL形式的光源30。光源30直接设置在盖20中的开口和覆盖该开口的光学元件上方。

天线结构51'围绕光源30设置，该天线结构经由通孔与集成的传感器和控制电路41连接。天线结构51'也能够设置在CVSEL的表面上。根据前述实施方式之一的对应的无源结构61'紧固在光学元件21处并且空间上直接邻近天线51'。由此，实现光学元件21上的无源结构61与天线51之间的特别高的电容或电感耦合。

在盖20或光学元件21损坏的情况下，天线51与无源结构61'之间的该耦合受到干扰，集成的控制和传感器电路41由于发出信号的变化而探测到这种干扰。

图9示出了根据所提出的原理的用于探测光电子器件损坏的方法的设计方案。在此，在第一步骤S1中，提供光电子器件，该光电子器件具有紧固在衬底载体上的盖，该盖具有集成在其中的光学元件。在此，光学元件被设计成在中心至少部分透明，使得来自光源的光能够辐射通过光学元件。此外，光源由盖和光学元件包围。

在步骤S2中，此时产生电磁信号并且尤其将其放射到盖与衬底载体之间的空间中。电磁信号与光电子器件的元件相互作用，特别是与光学元件和盖相互作用。在此，能够将结构施加或集成在光学元件或盖上，该结构与用于发出信号的发送结构产生电磁耦合，进而与发出的信号相互作用。除了纯无源结构外，还能够是有源结构。因此，例如，放射的信号能够被检测到并用于产生第二响应信号。就该描述而言，相互作用或由相互作用改变的信号因此对应于产生的响应信号。

在步骤S3中，检测由相互作用改变的信号并对其进行进一步处理，即例如将其与预定值进行比较。如果变化处于预定值的特定范围内，则在步骤S4中认为：器件是完好的并且没有损坏。在这种情况下，步骤S4将继续产生指示完好器件的状态信号。然后，光源由控制电路激活，使得光通过光学元件放射。然后，跳回到步骤S2并且以周期间隔重复具有步骤S2至S5的方法。

相反，如果在步骤S4中识别出检测到的信号处于期望预定值附近的特定范围之外，则产生指示损坏的状态信号。在步骤S5中，该状态信号引起光源切断或停用，以避免损坏。

这里示出的实施方式和示例可以以各种方式彼此组合。在此，特别地，发明人考虑到：对可能损坏的探测不是经由电阻变化(例如由于导体破坏产生)来探测，而是借助于无线信号和不同元件彼此耦合来探测。这种耦合引起与由传感器设备发出的信号相互作用，使得能够该信号进行评估并且基于评估可以得出关于可能的损坏的决定。各种设计方案在此并不局限于所示出的实施方案。

因此，例如，图5A和图5B中的设计方案涉及光学元件。当然，该图示也能够示出衬底载体，使得导体环或还有金属条设置在衬底载体10与盖20之间。同样可行的是：在不同位置(例如，在盖与光学元件之间、在光学元件上、或者在盖与衬底载体之间)设有多个这种元件，这些元件电容耦合或电感耦合，使得产生相互作用。由此可以探测在不同部位处的损坏。

附图标记列表

1 光电子器件

10 衬底载体

10' PCB载体

20 盖

21 光学元件

22 粘合剂

22' 粘合剂

23 导体

30 光源、VCSEL

31 主放射方向

40 控制电路、IC

41 具有集成的传感器设备的控制电路

50 传感器设备

51、51' 天线

52 天线

53 天线

60 发送器

61 天线结构

70 粘合剂

Z 透明区域

Claims (22)

1.一种光电子器件，包括：

-衬底载体(10)，所述衬底载体具有设置在其上的光源(30)、特别是激光源，所述光源具有主放射方向；

-盖(20)，所述盖设置在所述光源(30)上方并且与所述衬底载体(10)连接，所述盖具有沿所述光源(30)的主放射方向(31)设置的光学元件；

-传感器设备(50)，所述传感器设备被构成用于在盖(20)与衬底载体(10)之间发出电磁信号以探测所述盖(20)的损坏；

其中，所述盖(20)被实施用于与发出的电磁信号进行无线相互作用。

2.根据权利要求1所述的光电子器件，其中，所述传感器设备(50)被实施成检测与所述盖(20)相互作用的信号并将其与预定值进行比较。

3.根据权利要求2所述的光电子器件，其中，所述传感器设备(50)被实施成根据检测到的与所述盖(20)相互作用的信号与预定值的偏差来产生状态信号。

4.根据前述权利要求之一所述的光电子器件，其中，发出的电磁信号是无线信号和/或频率调制信号、幅度调制信号或相位调制信号。

5.根据前述权利要求之一所述的光电子器件，其中，所述无线相互作用基于以下过程中的至少一个：

-响应于发出的电磁信号产生无线电磁信号；

-由于电容变化改变发出的电磁信号；

-由于电感变化改变发出的电磁信号。

6.根据前述权利要求之一所述的光电子器件，其中，所述盖(20)具有用于响应于发出的电磁信号产生无线信号的发送元件(60)，其中，用于所述发送元件的天线结构(61)具有以下元件中的至少一个：

-至少一个导体环，特别是在所述主放射方向之外的导体环，所述导体环尤其设置在所述光学元件的面向所述光源(30)的一侧上或设置在盖(20)与光学元件之间；

-形成偶极子或多极子的开放式导体结构。

7.根据权利要求6所述的光电子器件，其中，所述发送元件包括用于存储来自由所述传感器设备(50)发出的电磁信号的能量的临时能量存储器、特别是电容器。

8.根据前述权利要求之一所述的光电子器件，其中，通过所述盖(20)的无线相互作用引起由所述传感器设备发出的电磁信号的放射特征的改变，特别是由所述传感器设备发出的电磁信号的电磁场的改变。

9.根据前述权利要求之一所述的光电子器件，其中，所述传感器设备具有与所述盖(20)和/或所述光学元件(21)电容耦合或电感耦合的天线(51、52、53)，使得所述盖和/或所述光学元件相对于所述天线(51、52、53)的位置变化，或所述盖和/或所述光学元件的损坏，或所述盖和/或所述光学元件的移除引起发出的电磁信号的能够由所述传感器设备探测到的变化。

10.根据前述权利要求之一所述的光电子器件，其中，所述光学元件包括至少一个导体环(61')，尤其在所述主放射方向(31)之外的至少一个导体环，所述至少一个导体环尤其设置在所述光学元件的面向所述光源(30)的一侧上。

11.根据前述权利要求之一所述的光电子器件，其中，至少一个导体环、尤其在所述主放射方向(31)之外的至少一个导体环设置在盖(20)与光学元件之间。

12.根据前述权利要求之一所述的光电子器件，其中，至少一个导体环(24)设置在盖(20)与衬底载体(10)之间，所述至少一个导体环与至少一个天线结构(53)相对，所述至少一个天线结构与所述传感器设备(50)连接，以用于发出信号。

13.根据权利要求12所述的光电子器件，其中，所述天线结构施加在所述衬底载体中或所述衬底载体上。

14.根据权利要求12或13所述的光电子器件，其中，非导电粘合剂将所述天线结构(53)和所述导体环彼此电分离。

15.根据前述权利要求之一所述的光电子器件，其中，所述盖(20)和/或所述光学元件包括导电材料，特别是金属元件，以用于产生与发出的信号的无线相互作用和/或电容相互作用和/或电感相互作用。

16.根据前述权利要求之一所述的光电子器件，其中，所述传感器设备(50)具有围绕所述光源(30)设置或设置在所述光源上的天线结构。

17.根据前述权利要求之一所述的光电子器件，还包括控制电路(40)，所述控制电路与所述光源连接以对所述光源进行操控并且被实施成，根据所述传感器设备的状态信号来操控所述光源。

18.一种用于探测光电子器件损坏或移除的方法，包括以下步骤：

-提供光电子器件，所述光电子器件具有

-衬底载体(10)和设置在所述衬底载体上的光源(30)、特别是激光源，所述光源具有主放射方向；

-盖(20)，所述盖设置在所述光源(30)上方并且与所述衬底载体(10)连接，所述盖具有沿所述光源(30)的主放射方向(31)设置的光学元件；

-在盖与衬底载体之间的空间中产生(S2)无线的电磁信号，其中，所述信号与所述盖和/或所述光学元件相互作用；

-检测(S3)由相互作用改变的电磁信号并将其与预定值进行比较(S4)；

-如果检测到的由相互作用改变的信号偏离由所述预定值限定的范围，则产生负状态信号；

-响应于所产生的负状态信号而停用所述光源。

19.根据权利要求18所述的方法，其中，产生(S2)无线的电磁信号的步骤包括：

-接收所产生的无线信号；

-可选地将接收到的信号部分地转换成电能，以用于产生响应信号；

-产生响应信号。

20.根据权利要求18或19所述的方法，其中，所产生的信号是频率调制信号、幅度调制信号或相位调制信号。

21.根据权利要求18至20之一所述的方法，其中，所产生的电磁信号与所述盖和/或所述光学元件的相互作用基于以下过程中的至少一个：

-响应于所产生的电磁信号产生无线信号；

-由于电容耦合的变化改变所产生的电磁信号；

-由于电感耦合的变化改变所产生的电磁信号。

22.根据权利要求18至21之一所述的方法，其中，由于所述盖(20)和/或所述光学元件(21)的损坏或移除或位置变化引起的所述盖和/或所述光学元件与传感器设备(50)的电容耦合或电感耦合的变化，所产生的电磁信号发生改变。